fotodiododo y fototransistor

Laboratorio de electrónica

Instituto de Física

Universidad de Antioquia

Fotodiodo y fototransistor

Objetivos


Estudiar el funcionamiento de dispositivos electrónicos que presentan efectos
fotoeléctricos como son el fotodiodo y el fototransistor.



Entender el concepto de transductor como un dispositivo que acepta energía de
un sistema y después la entrega, por lo generalen forma diferente, a otro
sistema.



Identificar un transistor y receptor con led infrarrojo, su polarización y ancho de
banda.



Repasar las características de un transistor.

Equipo
Osciloscopio
Multímetro
Fuente DC de voltaje variable
Cables

Resistencias
Transmisor y receptor infrarrojo
Lámpara
Transistor 2N2222a (npn)

INTRODUCCIÓN

Efectos fotoeléctricos
Lostransductores fotoeléctricos son aquellos que responden a la presencia de la
luz, generando un voltaje eléctrico o corriente, o generan luz en respuesta a la
aplicación de una señal eléctrica. La luz puede estar en el espectro visible o, con
más frecuencia, en las longitudes de onda cercanas al infrarrojo.
Hay diversos dispositivos sensibles a la luz que se pueden clasificar en tres grupos:
Los fototransistores y fotodiodos (incluyendo los diodos emisores de luz y los de
láser)
 Los fotoconductivos y los fotovoltaicos.
 Los detectores ópticos más simples son foto semiconductores fabricados como
diodos o transistores.
Todas las conexiones de semiconductores son sensibles a la luz, y estos detectores
se parecen a los dispositivos convencionales, pero se encuentran empaquetadosPor: Lucelly Reyes H

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en estuches transparentes para que la luz pueda llegar a la unión. Cuando la
radiación incide en la unión se crean pares hueco-electrón en la región de desalojo
y si están correctamente dirigidos, fluye una corriente en el circuito externo. Un
fotodiodo responderá bien únicamente a unalto nivel lumínico.
La sensibilidad normal es de aproximadamente 1A por Watt de luz incidente, pero
la mayoría de niveles de luz operativos alcanzan solamente un miliwatt, por lo que
el nivel de la corriente suele ser bajo. Es posible obtener una respuesta rápida de
unos cuantos nanosegundos con un fotodiodo estándar que opera en dirección
inversa, pero para una respuesta muy rápida seprefiere un diodo PlN, que da
interrupciones de menos de un nanosegundo. Al incrementarse la frecuencia de la
luz incidente, los pares hueco-electrón se generan más cerca de la superficie del
material y más lejos de la unión. Esto ocurre porque el coeficiente de absorción
lumínica del material se incrementa con la frecuencia. Hay, por lo tanto, un intervalo
limitado de frecuencias sobre las que seproduce una corriente apreciable
Para la mayoría de los dispositivos semiconductores éste intervalo se ubica en la
región infrarroja del espectro. Como todos los dispositivos semiconductores, los
fotodiodos tienen una pérdida de corriente que depende de la temperatura y esto da
lugar a que haya una corriente de pérdida en el diodo, aun cuando no haya luz
presente. Es esta corriente depérdida, es la que impone un límite a la capacidad de
detectar bajos niveles de luz. En algunas aplicaciones especializadas, en donde se
requiere detectar niveles de luz extremadamente débiles, se enfrían los fotodiodos
a temperaturas bajo cero por medio de gases licuados.

Figura 1Sensibilidad lumínica del fototransistor en función de la longitud de onda
de la radiación recibida.

Unfototransistor se basa en el mismo efecto que el diodo simple, pero tiene la
capacidad de amplificación de corriente del transistor integrado. La corriente del
emisor está dada por:
I E  (1  h fe ) I p

Por: Lucelly Reyes H

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Donde Ip es la corriente de base generada por el fotón y hfe es la ganancia de...